2021-2022学年高二物理竞赛课件：自感.pptx

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1、自感自感自感自感 线圈中的电流变化会在线圈自身中产生感线圈中的电流变化会在线圈自身中产生感应电动势称应电动势称自感电动势自感电动势.自感自感线圈中的电流变化激发的磁场在线圈自身线圈中的电流变化激发的磁场在线圈自身中的磁通匝链数中的磁通匝链数 自感的单位：亨利自感的单位：亨利 I I 变化激发线圈中的感应电动势为：变化激发线圈中的感应电动势为：理想螺线管的自感系数为：理想螺线管的自感系数为：由楞次定律：由楞次定律：自感电自感电动势总是阻碍线圈电流动势总是阻碍线圈电流的变化的变化在讨论线圈的互感、自感时，假定导线的线径远在讨论线圈的互感、自感时，假定导线的线径远小于线圈尺寸，每匝线圈近似当作几何回

2、路处理。小于线圈尺寸，每匝线圈近似当作几何回路处理。在计算自感时，这种近似会碰到问题；在计算自感时，这种近似会碰到问题；因为，如果认为电流是线电流，导线的直径趋向因为，如果认为电流是线电流，导线的直径趋向于零，那么在导线附近的磁感强度将趋向无限大，于零，那么在导线附近的磁感强度将趋向无限大，通过细线回路的磁感通量也趋向无限大。通过细线回路的磁感通量也趋向无限大。但实际上，导线总有一定的粗细，只有但实际上，导线总有一定的粗细，只有当考察点离导线较远时，把导线看作几当考察点离导线较远时，把导线看作几何线才是合理的；何线才是合理的；当考察点接近导线时，就必须考虑导线当考察点接近导线时，就必须考虑导线

3、具有一定粗细这一实际情况。具有一定粗细这一实际情况。但是，对于有粗细的导线，导线不同部但是，对于有粗细的导线，导线不同部分构成不同的回路，圈围不同的面积，分构成不同的回路，圈围不同的面积，和不同大小的磁感通量相联系。和不同大小的磁感通量相联系。在这种情况下，所谓通过某一回路的磁感通量这一在这种情况下，所谓通过某一回路的磁感通量这一词缺少确定的含义，不同的层的磁感线将交链不同词缺少确定的含义，不同的层的磁感线将交链不同的电流。的电流。磁感线磁感线a a圈围整个导线中的电流，与整个电流互相交圈围整个导线中的电流，与整个电流互相交链；而磁感线链；而磁感线b b则仅圈围一部分电流，即只与部分则仅圈围一

4、部分电流，即只与部分电流交链，只通过这部分电流回路所圈围的面积。电流交链，只通过这部分电流回路所圈围的面积。这与由若干匝线圈组成的回路有相似之处，在计算这与由若干匝线圈组成的回路有相似之处，在计算自感系数时，既要考虑磁通匝链数，又要考虑到不自感系数时，既要考虑磁通匝链数，又要考虑到不同的磁感线交链不同的电流这一事实。同的磁感线交链不同的电流这一事实。对于对于N N匝线圈组成的回路，匝线圈组成的回路，若通过每匝线圈的磁感通量若通过每匝线圈的磁感通量都是都是F Fmm，即每条磁感线交链，即每条磁感线交链的电流是每匝中电流的的电流是每匝中电流的N N倍，倍，那么对整个回路的磁通匝链那么对整个回路的磁

5、通匝链数为：数为：有限匝数有限匝数若通过各匝线圈的磁感通量不等，通过若通过各匝线圈的磁感通量不等，通过n n1 1匝线圈的匝线圈的通量为通量为F F1 1，通过，通过n n2 2匝线圈的通量匝线圈的通量F F2 2,.,.,与与F F1 1交链交链的是的是n n1 1匝电流，与匝电流，与F F2 2交链的是交链的是n n2 2匝电流，匝电流，则则求求电动势:例例在横截面积为在横截面积为S，长为长为l的螺线管上，重叠的螺线管上，重叠绕制两组线圈，匝数为绕制两组线圈，匝数为N1和和N2，求互感。求互感。解解互感系数是由回路自身的几何特性互感系数是由回路自身的几何特性V和介质特性决定的和介质特性决定

6、的例例 在相距为在相距为 2a 的两根无限长平行导线之间，有一的两根无限长平行导线之间，有一半径为半径为 a的导体圆环与两者相切并绝缘，求互感系数的导体圆环与两者相切并绝缘，求互感系数2aa解解设电流设电流讨论 1.1.互感系数是由回路自身的几何特性互感系数是由回路自身的几何特性V V和介质特和介质特性决定的；性决定的；3 3.M.M 可正可负，取决于可正可负，取决于I I 的方向；的方向；问问:何时何时MM为为正正,何时为负何时为负?问题：问题：1.1.如何使两线圈的互感最大如何使两线圈的互感最大,最小？最小？2.2.如何使两导线互感减小？如何使两导线互感减小？2.2.两种定义两种定义 在没有铁磁质、回路不变形时是等效的。前者用在没有铁磁质、回路不变形时是等效的。前者用于计算，后者用于测量；于计算，后者用于测量；4.通过互感线圈使能量或信号由一个线圈传递到另一个线圈。通过互感线圈使能量或信号由一个线圈传递到另一个线圈。由于互感，电路之间会互相干扰。可采用磁屏蔽由于互感，电路之间会互相干扰。可采用磁屏蔽等方法来减小这种干扰。等方法来减小这种干扰。例如电源变压器、输入、输出变压器等。例如电源变压器、输入、输出变压器等。